甘肃省兰州新区舟曲中学2014高中物理 生活中的圆周运动 导学案 新人教版必修.doc

5.7生活中的圆周运动 一.导学定位 1. 学习目标:(1)巩固向心力和向心加速度的知识；(2)会在具体问题中分析向心力的来源；(3)会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。2.学习重点:(1)会分析匀速圆周运动中向心力的来源；（2）熟练应用向心力公式和向心加速度公式。3.学习难点:在具体问题中分析向心力的来源二.导学过程1.复习旧知 (5.6节 向心力)(1)定义:做匀速圆周运动的物体具有 ，产生向心加速度的原因是由于它受到了指向圆心 的 。(2)向心加速度的方向:始终沿着半径指向 ，与 垂直，时刻发生改变。(3)表达式:(1)Fn = = = = (4)来源:凡是产生 的力，不管属于哪种性质的力，都是向心力。匀速圆周运动的 向心力一定是 。（5）向心加速度改变速度的 ，切向加速度改变速度的 。2.新知探究A.汽车在桥上对桥的压力问题汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向受 力， 力。合力为 。汽车过凸型桥或凹型桥时的运动也可以近似看做 运动。图1 图2（1）汽车在凸形桥的最高点时（如图1）： 思考并回答：设桥半径为R，汽车质量为m， 汽车在最高点的受哪些力？ 向心力的来源： 在最高点的速度为V，则汽车向心力公式Fn= 对桥面的压力FN= 则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力 重力（或 V0，汽车会做怎样运动？ （2）汽车在凹形桥的最低点时（如图2）：思考并回答：设桥半径为R，汽车质量为m，汽车在凹桥最低点的受力情况： 向心力的来源： 在最低点的速度为V，汽车向心力公式Fn= 对桥面的压力FN= 则汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力 重力（或），汽车处于 重（超/失）。讨论：若V，FN如何变化？ B.火车转弯问题 观察火车轮缘和铁轨的外形（如右图3）火车转弯时的运动特点：火车转弯时做的是_运动，因而具有向心加速度，需要_ 。 图3若内外轨等高（如右图b），谁提供向心力？ 。 长期这样对外轨道有什么影响？ 。GF合FN解决办法： 为了消除火车车轮对路轨的侧向压力，铁路弯道处内、外轨不在同一水平面上，即_高、_低。适当选择内外轨的高度差，由 的分力为火车转弯时做圆周运动提供向心力。计算规定速度：(如右图4)设火车质量m、轨道平面倾角、轨道转弯处半径r、规定的车速v0， 图4 则应有F合 = FN = = （写出表达式）那么规定速度v0= 设铁路转弯处，内外轨高度差为h，轨距为l，则v0= （较小sin近似等于tan ）讨论：C.课本28页 “说一说” 作为课后思考题。三.达标基训1.如图5所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力 图52.在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了()A减轻火车轮子对外轨的挤压 B减轻火车轮子对内轨的挤压C使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力D限制火车向外脱轨3. 一汽车通过共性桥顶点时的速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车对桥顶的压力为0，车速至少为 （ ）A15 m/s B20 m/s C25 m/s D30 m/s四.达标提升1.如图6所示，质量m2.0104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60 m，如果桥面承受的压力不超过3.0105N，则： 图6(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/s2) 2.一段铁路转弯处，内外轨高度差为h10 c